Engenharia Agrícola
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Item Modelo para geração de séries sintéticas de dados climáticos(Universidade Federal de Viçosa, 2004-10-18) Baena, Luiz Gustavo Nascentes; Pruski, Fernando Falco; http://lattes.cnpq.br/0292382803088621Neste trabalho desenvolveu-se um modelo, e um software a ele associado, para a geração de séries sintéticas de dados climáticos, por meio do aprimoramento da metodologia para a geração das variáveis associadas ao perfil da precipitação utilizada no modelo para geração de séries sintéticas de precipitação (ClimaBR) e do desenvolvimento de um modelo para geração de séries sintéticas de temperaturas máxima e mínima, radiação solar, velocidade do vento e umidade relativa. Para a geração da duração, intensidade máxima instantânea e tempo para sua ocorrência foram estabelecidas sete regiões homogêneas em termos de precipitação, para as quais determinou-se os parâmetros de entrada necessários para a geração de cada variável. Utilizou-se a distribuição gama para a geração da duração e da intensidade máxima instantânea da precipitação, e a exponencial para a geração do tempo de ocorrência da intensidade máxima instantânea. Os parâmetros de cada distribuição foram obtidos conforme o mês e a faixa de total precipitado para se considerar a influência da época do ano e a correlação entre as variáveis e o total precipitado. As temperaturas máxima e mínima e a radiação solar foram geradas de forma conjunta, considerando o alto grau de associação existente entre elas, sendo considerada ainda a condição do dia (seca ou chuvosa). A velocidade do vento e a umidade relativa foram geradas com base nas distribuições de probabilidade Pearson tipo III normalizada e beta, respectivamente, sendo também considerada na sua geração a condição do dia. A avaliação do desempenho do modelo foi feita comparando-se os dados gerados pelo modelo com os observados, analisando-se o erro relativo percentual, o índice de confiança, o coeficiente de correlação da reta de regressão linear e os testes de Kolmogorov-Smirnov e Qui-quadrado. Os erros relativos percentuais variaram entre 5 e 30% para as variáveis associadas ao perfil de precipitação, sendo observados valores mais baixos nos meses mais chuvosos. O índice de confiança também apresentou resultados muito bons para esta variável, variando entre 0,64 e 0,99 nas sete regiões homogêneas, sendo ainda que os testes de aderência aplicados às distribuições de freqüência dos eventos observados e gerados foram significativos em todas as regiões. Com relação às temperaturas máxima e mínima, radiação solar, velocidade do vento e umidade relativa, os resultados foram ainda mais expressivos, com o erro relativo percentual variando entre 1 e 10%, o índice de confiança sempre superior a 0,75 e os testes de aderência significativos. As correlações entre as variáveis geradas de forma conjunta no modelo multivariado foram mantidas, porém o modelo não representou bem a expressiva correlação da temperatura máxima e da radiação solar com a umidade relativa. Além disso, apesar do modelo ter apresentado resultados muito bons quanto à relação de cada variável com a condição do dia, a correlação com o total precipitado não foi bem representada. O modelo computacional desenvolvido, denominado ClimaBR 2.0, que emprega os aprimoramentos e desenvolvimentos realizados, permite a seleção de estações pluviométricas e climatológicas a partir de um banco de dados de fácil manipulação, possibilitando então a geração de séries sintéticas de dados climáticos para diversas localidades do Brasil.Item Regionalização de vazões para a bacia do rio Paraíba do Sul, a montante de Volta Redonda, a partir de modelo digital de elevação hidrologicamente consistente(Universidade Federal de Viçosa, 2002-08-13) Baena, Luiz Gustavo Nascentes; Silva, Demetrius David da; http://lattes.cnpq.br/0292382803088621No presente trabalho foi realizada a regionalização de vazões máxima, mínima e média de longo período e das curvas de permanência e de regularização para a bacia do rio Paraíba do Sul, a montante da cidade de Volta Redonda, a partir de um modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC) gerado com o objetivo de aumentar a confiabilidade do estudo e de facilitar a sua posterior utilização quando da automatização do processo de determinação das características físicas das bacias de drenagem associadas aos diferentes locais de interesse. As características físicas utilizadas na regionalização foram a área de drenagem (A), o comprimento do rio principal (L), a densidade de drenagem (Dd), a declividade média da bacia (S m ) e a declividade média do rio principal (S rp ). Foram também utilizadas diversas características de precipitação média (total anual, semestre e trimestre mais chuvosos, semestre e trimestre mais secos, mês mais chuvoso e máxima diária anual). O estabelecimento das regiões hidrologicamente homogênas, para fins de regionalização, foi feito pelo coeficiente de determinação, obtido por ocasião da aplicação da regressão múltipla das vazões com as características físicas e das condições climáticas das sub- bacias. Os modelos probabilísticos de distribuição de eventos extremos ajustados para as séries de vazões máximas (valores máximos diários anuais) e mínimas (valores mínimos anuais com sete dias de duração) foram: Gumbel, Log-Normal a dois e três parâmetros, Pearson III, Log-Pearson III e Weibull. Após a identificação do modelo probabilístico com melhor ajuste aos dados foram obtidas, para cada estação fluviométrica, as vazões máximas previstas para os períodos de retorno de 2, 10, 20, 50 e 100 anos e mínimas para 2, 5, 10, 20 e 50 anos. De posse dos dados de vazões máxima, mínima e média de longo período e das características físicas e de precipitação correspondentes às áreas de drenagem das diferentes estações fluviométricas pertencentes a uma mesma região homogênea, aplicou-se a regressão múltipla à vazão média de longo período e às vazões específicas máximas e mínimas associadas aos períodos de retorno estudados, com base na função matemática Q = F(A, L, Dd, S m , S rp , P). Os melhores modelos resultantes da aplicação da regressão múltipla foram selecionados observando-se: maiores valores do coeficiente de determinação ajustado, menores valores de erro padrão fatorial, resultados significativos pelo teste F e menor número de variáveis independentes. Foram também estabelecidas as equações de regressão para as vazões com 50, 75, 80, 90 e 95% de permanência no tempo e para as vazões regularizadas correspondentes a 60; 70; 80; 90 e 100% da vazão média de longo período. O modelo digital de elevação mostrou-se hidrologicamente consistente, possibilitando assim a determinação automática das características físicas da bacia e permitindo a aplicação dos resultados da regionalização de forma mais fácil e rápida pelos diferentes usuários. Foram identificadas quatro regiões homogêneas para a área em estudo, sendo as distribuições Log-Normal a dois parâmetros (região I) e Pearson III (demais regiões) selecionadas para a representação das séries de vazões máximas e Log- Normal a três parâmetros para vazões mínimas. A área de drenagem e o comprimento do curso d água principal caracterizaram-se como as variáveis mais expressivas para a representação das diversas variáveis e funções regionalizadas, à exceção da regionalização da curva de permanência, na qual a densidade de drenagem substituiu o comprimento do rio principal. Foram também utilizadas diversas outras variáveis explicativas como, por exemplo, a declividade média para as vazões máximas, a densidade de drenagem e a precipitação do semestre mais seco para vazões mínimas e a precipitação total anual para a vazão média de longo período e para a curva de regularização, na qual também foi utilizada a densidade de drenagem.